材料连接原理与工艺复习

1、焊接的定义，焊接与机械连接的区别。

答：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或者不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。

2、焊接热源的共同特点。

答：能量密度高度集中，快速实现焊接过程，并保证得到致密而强韧的焊缝和最小的焊接热影响区。

3、描述焊接热源的指标。

①最小加热面积②最大功率密度③正常焊接工艺参数条件下的热源温度

4、焊接热循环的特点（第10页）

答：加热速度快、峰值温度高、冷却速度大、相变温度以上停留时间不宜控制

5、焊接热过程的特点（第74页）

（1）加热温度高。一般热处理时加热温度最高在Ac3以上100~200℃，而焊接时加热温度远超过Ac3，在熔合线附近可达1350~1400℃。

（2）加热速度快。焊接时由于采用的热源强烈集中，故加热速度比热处理时快得多，往往超过几十倍甚至几百倍。

（3）高温停留时间短。焊接时由于热循环的特点，在Ac3以上保温的时间很短，而在热处理时可以根据需要任意控制保温时间。

（4）自然条件下连续冷却。在热处理时可以根据需要来控制冷却速度或在冷却过程中不同阶段进行保温。然而在焊接时，一般都是在自然条件下连续冷却，个别情况下

才进行焊后保温或焊后热处理。

（5）焊接局部加热，将产生不均匀相变及应变。

（6）组织转变在应力状态下进行。

6、试简述不锈钢焊条药皮发红的原因？有什么解决措施？

原因：

不锈钢焊芯电阻大，焊条融化系数小造成焊条融化时间长，且产生的电阻热量大，

使焊条温度升高而导致药皮发红。

解决措施:

调整焊条药皮配方，使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡，提高焊条的融化

系数，减少电阻热以降低焊条的表面升温。

7、H对焊接质量的影响（第36页），控制H的措施（第37页）。

影响：

（1）氢脆，由氢引起钢的塑性严重下降的现象称为氢脆。

（2）白点，碳钢和低合金钢焊缝金属含有许多氢时，可在其抗拉试件的端口上发现呈圆形或椭圆形并在中心有一凹点的银白色斑点，这个斑点称为白点。

（3）冷裂纹，焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹称为冷裂纹。

（4）气孔，当熔池中溶入大量氢时，在熔池冷却到熔点时，由于氢的溶解度急剧下降使氢呈现过饱和状态，因此氢大量析出并以气泡的形式向外逸出，如果逸出速度小于熔池

的结晶速度便形成气孔。

（5）组织变化，氢时奥氏体稳定化元素，在奥氏体中的溶解度较大，当焊缝中含氢量较大时，含氢奥氏体的稳定性增加，不易形成铁素体和珠光体，而容易转变为马氏体，从而造成氢的局部富集产生氢脆，并在内应力的作用下产生显微裂纹。

措施：

（1）限制氢的来源。一、限制焊接材料中的含氢量，焊前要对焊条和焊剂进行严格的烘干，烘干后立即使用。在贮存中要注意防止吸潮。二、气体保护焊所用的气体，焊丝和工件

表面的油污和水分都是氢的重要来源。要在焊前注意检查和采取相应措施来减低焊接材料的含氢量。

（2）进行冶金处理，在焊条药皮中加入CaF2,MgF2,BaF2等氟化物。（通过适当的冶金反应，可以在高温下形成稳定且不溶于金属的氢化物（OH,HF），降低气相中的氢分压，从而降低氢在液态金属中的溶解度。）

（3）控制焊接材料的氧化还原势，CO2+H=CO+OH,如氩弧焊时在氩气中加入少量的氧气或CO2可以控制接头的氢气孔。

（4）在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素。

（5）控制焊接工艺参数

（6）焊后脱氢处理，焊后把工件加热到一定温度，促使氢扩散外逸的工艺叫脱氢处理。8、N对焊接质量的影响（第38页），控制N的措施（第39页）。

有益影响：氮是沉淀强化元素，在合金钢中加入适量氮，与其他合金元素配合，可以起到沉淀强化和细化晶粒的作用。

有害影响：

（1）造成气孔（2）引起是小脆化（3）降低焊缝的塑性、韧性而使强度提高。

措施：

（1）加强对焊接区机械保护（2）控制焊接工艺参数

（3）利用合金元素控制焊缝金属的含氢量。

9、O对焊接质量的影响（第41页），控制O的措施（第42页）。

影响：

（1）随着焊缝含氧量的增加，焊缝的强度、硬度、塑性和韧性明显下降，尤其是焊缝的低温冲击韧性

（2）还会引起焊缝金属的红脆、冷脆和时效硬化倾向增加，导电性、导磁性及抗蚀性等物理化学性能恶化。

（3）溶解在熔池中的氧可以与碳反应生成CO，如果CO在熔池中来不及逸出，将在焊缝中形成CO气孔。与此同时，高温下熔滴中产生的CO受热膨胀还将引起较多的金属飞溅，破坏焊接过程的稳定性。

（4）焊接过程中合金元素的氧化损失将恶化焊缝的性能。

措施：

（1）控制焊接材料的含氧量，在焊接活性金属及某些合金钢时，应尽量采用不含氧的焊接材料，选用高纯度的惰性气体作为保护气体，在焊接前认真清理焊丝和工件表面。

（2）控制焊接工艺参数

（3）采用合理的冶金方法进行脱氧。

10、酸性焊条为什么碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大？而碱性焊条焊缝含氢量比酸性焊条低？

答：碱性焊条熔渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物较少，FeO的活度大，易向焊缝金属扩散，是焊缝增氧。因此在碱性焊条药皮中一般不加入含FeO的物质，并要求清除焊件表面的铁锈和氧化皮，否则不仅会增加焊缝中的氧，还可能产生气孔等缺陷，所以碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大。

碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条低，是因为碱性焊条的药皮氧化势小的缘故。酸型焊条熔敷金属为何氧含量较高？

（1）酸型焊条采用锰脱氧不如碱性焊条锰硅联合脱氧效果好（2）酸型焊条碱度B小，有利于渗硅反应的进行，使焊缝含氧较高（3）酸型焊条为了控氢的目的，导致焊缝含氧11、熔渣的分子理论（第26页）